JPH08313234A - 光反射を利用した真直度検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検査速度が速く、大型の試料の検査の高速化
を可能にすること。 【構成】 円筒状試料１の表面を照射する棒状光源２
と、該棒状光源２によって照射された該円筒状試料１の
表面において反射された反射光の反射強度を検出するリ
ニアＣＣＤカメラ３と、該リニアＣＣＤカメラ３によっ
て検出された反射光の反射強度の変動幅が許容値以内か
どうかを比較することによって前記円筒状試料１の真直
度を判定する判定装置４とから成る光反射を利用した真
直度検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料の真直度および平
面度の高速検査を可能にする光反射を利用した真直度検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真直度検査装置は、図１２に示す
ように試料表面を触針ＮまたはレーザＬ、レンズＺおよ
び光点位置センサＫによって接触または非接触（特開平
３−１８９５０８）でスキャニングすることにより、前
記試料表面Ｓの真直度および平面度を測定するものであ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の真直度検査
装置は、前記試料表面を前記触針またはレーザによって
線状にスキャニングすることを繰り返し行うことによ
り、前記試料表面全体の真直度および平面度を測定する
ので、検査速度が遅く、特に大型の試料の検査において
全面をスキャンする必要があり、高速化が難しいという
問題があった。

【０００４】そこで本発明者は、棒状光源によって照射
された該試料表面において反射された反射光を反射光検
出カメラによって検出するとともに、該反射光の反射強
度によって前記試料の真直度を判定するという本発明の
技術的思想に着眼し、さらに研究開発を重ねた結果、検
査速度が速く、大型の試料の検査の高速化を可能にする
という目的を達成する本発明に到達した。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の光反射を利用した真直度検査装置は、試
料表面を照射する棒状光源と、該棒状光源によって照射
された該試料表面において反射された反射光を検出する
反射光検出カメラと、該反射光検出カメラによって検出
された反射光の反射強度によって前記試料の真直度を判
定する判定回路と、から成るものである。

【０００６】本発明（請求項２に記載の第２発明）の光
反射を利用した真直度検査装置は、前記第１発明におい
て、前記判定回路が、前記反射光検出カメラによって検
出された反射光の反射強度の変動幅が許容値以内かどう
かを比較する比較手段を備えているものである。

【０００７】本発明（請求項３に記載の第３発明）の光
反射を利用した真直度検査装置は、前記第２発明におい
て、前記反射光検出カメラが、前記試料に対向して配設
されたリニアＣＣＤカメラによって構成されているもの
である。

【０００８】本発明（請求項４に記載の第４発明）の光
反射を利用した真直度検査装置は、前記第３発明におい
て、前記リニアＣＣＤカメラによって検出された映像信
号の高周波成分を除去するローパスフィルタを備えてい
るものである。

【０００９】

【作用】上記構成より成る第１発明の光反射を利用した
真直度検査装置は、前記棒状光源が試料表面を照射し、
前記反射光検出カメラが前記棒状光源によって照射され
た前記試料表面において反射された反射光を検出し、前
記判定回路が前記反射光検出カメラによって検出された
反射光の反射強度によって前記試料の真直度を判定する
ものである。

【００１０】上記構成より成る第２発明の光反射を利用
した真直度検査装置は、前記棒状光源が試料表面を照射
し、前記反射光検出カメラが前記棒状光源によって照射
された前記試料表面において反射された反射光を検出
し、前記判定回路が前記比較手段によって検出された反
射光の反射強度の変動幅が許容値以内かどうかを比較す
ることにより前記試料の真直度を判定するものである。

【００１１】上記構成より成る第３発明の光反射を利用
した真直度検査装置は、前記棒状光源が試料表面を照射
し、前記試料に対向して配設された前記リニアＣＣＤカ
メラが前記棒状光源によって照射された前記試料表面に
おいて反射された反射光を映像信号として検出し、前記
判定回路が前記比較手段によって検出された反射光の反
射強度の映像信号の変動幅が許容値以内かどうかを比較
することにより前記試料の真直度を判定するものであ
る。

【００１２】上記構成より成る第４発明の光反射を利用
した真直度検査装置は、前記棒状光源が試料表面を照射
し、前記試料に対向して配設された前記リニアＣＣＤカ
メラが前記棒状光源によって照射された前記試料表面に
おいて反射された反射光を映像信号として検出し、前記
ローパスフィルタが該映像信号の高周波成分を除去し、
前記判定回路が前記比較手段によって高周波成分が除去
された反射強度の映像信号の変動幅が許容値以内かどう
かを比較することにより前記試料の真直度を判定するも
のである。

【００１３】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明の光反射を利
用した真直度検査装置は、前記反射光検出カメラによっ
て検出された反射光の反射強度によって前記試料の真直
度を判定するので、検査速度が速く、大型の試料の検査
の高速化を可能にするという効果を奏する。

【００１４】上記作用を奏する第２発明の光反射を利用
した真直度検査装置は、前記比較手段によって、検出さ
れた反射光の反射強度の変動幅が許容値以内かどうかを
比較することにより前記試料の真直度を判定するので、
検査速度が速く、大型の試料の検査の高速化を可能にす
るとともに、精度が高いという効果を奏する。

【００１５】上記作用を奏する第３発明の光反射を利用
した真直度検査装置は、前記リニアＣＣＤカメラによっ
て検出された前記試料の広い面積に亘る反射強度によっ
て前記試料の真直度を判定するので、検査速度が速く、
大型の試料の検査の高速化を可能にするという効果を奏
する。

【００１６】上記作用を奏する第４発明の光反射を利用
した真直度検査装置は、前記ローパスフィルタによって
高周波成分が除去された映像信号に基づき前記試料の真
直度を判定するので、高周波成分に基づく精度の低下を
防止するという効果を奏する。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例につき、図面を用いて説
明する。

【００１８】（第１実施例）本第１実施例の光反射を利
用した真直度検査装置は、図１ないし図３に示すように
円筒状試料１の表面を照射する棒状光源２と、該棒状光
源２によって照射された該円筒状試料１の表面において
反射された反射光の反射強度を検出するリニアＣＣＤカ
メラ３と、該リニアＣＣＤカメラ３によって検出された
反射光の反射強度の変動幅が許容値以内かどうかを比較
することによって前記円筒状試料１の真直度を判定する
判定装置４とから成るものである。

【００１９】前記円筒状試料１は、図２ないし図４に示
すように円筒体の試料の全表面の真直度を検査するため
に回転駆動される。

【００２０】前記棒状光源２は、図１ないし図４に示す
ように高周波蛍光灯、ガラス管の両側からハロゲン光を
照射するタイプの光源やグラスファイバー光源等の前記
円筒状試料１の検査部分を均一に照らすことの出来るも
のであれば良く、前記円筒状試料１に対向して図３に示
すように斜め上方に配置されている。

【００２１】前記リニアＣＣＤカメラ３は、図１および
図２に示すように１次元のリニアＣＣＤカメラまたは２
次元のリニアＣＣＤカメラを使用することが出来、前記
円筒状試料１に対向して図３に示すように斜め上方に配
置されている。

【００２２】前記判定装置４は、図１に示すようにロー
パスフィルタ４１と、ＴＧカウンタ４２と、ＡＤ変換ボ
ード４３と、パソコン４４と、ＩＯボード４５と、プロ
グラマブルコントローラ４６とから成る。

【００２３】前記ローパスフィルタ４１は、図１に示す
ように前記リニアＣＣＤカメラ３に接続され、 前記リ
ニアＣＣＤカメラによって検出された映像信号の高周波
成分を除去するものである。

【００２４】前記ＴＧカウンタ４２は、図１に示すよう
に前記リニアＣＣＤカメラ３に接続され、前記ローパス
フィルタ４１からの信号を前記パソコン４４に入力する
にあたり前記リニアＣＣＤカメラ３との取り込みタイミ
ングを取る必要があり、一定周期で信号を取り込めるよ
うにトリガ数をカウントするものである。

【００２５】前記ＡＤ変換ボード４３は、図１に示すよ
うに前記ローパスフィルタ４１に接続され、前記ローパ
スフィルタ４１からのアナログ信号をディジタル信号に
変換するものである。

【００２６】前記パソコン４４は、図１に示すようにデ
ィジタル信号に変換された前記映像信号の波形整形を行
なうとともに、反射光の反射強度の変動幅が許容値以内
かどうかを比較して良否を判定するものである。なお、
真直度は、図１０に示すように幾何学的に正しい平行な
２直線で、その直線形体（Ｌ）を挟んだ時、平行な２直
線の間隔が最小になる場合の２直線の間隔（ｆ）で表す
（ＪＩＳ Ｂ０６２１）。また平面度は、図１１に示す
ように平面形体（Ｐ）を幾何学的に平行な２平面で挟ん
だ時、平行２平面の間隔が最小となる場合の間隔（ｆ）
で表す（ＪＩＳＢ０６２１）。

【００２７】すなわち図４に示すように、前記円筒状試
料１の軸方向全面に亘って真直度の検査を行ない、表面
の凹凸が規格値Δ以上の場合は不良となる。図５（Ａ）
は、前記円筒状試料１の表面に凹凸の無い、正常面の場
合の正常面波形を示す。図５（Ｂ）は、前記円筒状試料
１の表面に規格値を越えた凹凸がある、異常面の場合の
異常面波形を示す。

【００２８】前記ＩＯボード４５は、図１に示すように
前記パソコン４４の判定結果に基づく判定信号を前記プ
ログラマブルコントローラ４６に出力するものである。

【００２９】前記プログラマブルコントローラ４６は、
前記ＩＯボード４５から出力される判定信号にしたがっ
て前記試料に対して必要な処理を行うものである。

【００３０】上記構成より成る第１実施例の光反射を利
用した真直度検査装置は、前記棒状光源２によって、図
１に示すように前記円筒状試料１の軸方向全体を照射し
て、前記リニアＣＣＤカメラ３によって、前記円筒状試
料１の表面によって反射された反射光がとらえられる。

【００３１】前記判定装置４の前記ローパスフィルタ４
１によって、前記リニアＣＣＤカメラによって検出され
た映像信号の中に含まれる高周波成分が除去され、前記
ＡＤ変換ボード４３によって、前記ローパスフィルタ４
１からの高周波成分が除去されたアナログの映像信号を
ディジタル信号に変換され、前記パソコン４４に入力さ
れる。

【００３２】この時前記ＴＧカウンタ４２によって、前
記ローパスフィルタ４１からの信号を前記パソコン４４
に入力するにあたり前記リニアＣＣＤカメラ３との取り
込みタイミングが取られ、一定周期で信号を前記パソコ
ン４４内に取り込まれる。

【００３３】前記パソコン４４によって、ディジタル信
号に変換された前記映像信号の信号処理を行なうことに
より波形整形を行なうとともに、反射光の反射強度の変
動幅が許容値Δ以内かどうかを比較して正常面か、異常
面かの良否を判定するものである。

【００３４】前記ＩＯボード４５によって、前記パソコ
ン４４の判定結果に基づく判定信号が前記プログラマブ
ルコントローラ４６に出力され、前記プログラマブルコ
ントローラ４６によって、前記ＩＯボード４５から出力
される判定信号にしたがって前記試料に対して必要な処
理が行なわれる。

【００３５】上記作用を奏する第１実施例の光反射を利
用した真直度検査装置は、前記棒状光源２によって、前
記円筒状試料１の軸方向全体を照射するとともに、前記
リニアＣＣＤカメラ３によって検出された反射光の反射
強度に基づき前記円筒状試料１の真直度および平面度を
判定するので、検査速度が速く、大型の試料の検査の高
速化を可能にするという効果を奏する。

【００３６】また第１実施例の光反射を利用した真直度
検査装置は、前記パソコン４４によって、検出された反
射光の反射強度の変動幅が規格値Δ以内かどうかを比較
することにより前記円筒状試料１の真直度および平面度
を判定するので、検査精度が高いという効果を奏する。

【００３７】さらに第１実施例の光反射を利用した真直
度検査装置は、前記円筒状試料１だけを回転させるだけ
で、前記リニアＣＣＤカメラ３を動かす必要が無いた
め、検査ラインの取り込み時間が非常に短くなり、判定
および検査を高速および短時間で行うことが出来るとい
う効果を奏する。

【００３８】また第１実施例の光反射を利用した真直度
検査装置は、前記ローパスフィルタ４１によって高周波
成分が除去された映像信号に基づき前記円筒状試料１の
真直度を判定するので、高周波成分に基づく精度の低下
を防止するという効果を奏する。

【００３９】（第２実施例）第２実施例の光反射を利用
した真直度検査装置は、図６に示すように前記第１実施
例の真直度検査装置と、外観検査装置とを備えたもの
で、真直度検査に加えてパソコンのソフトウエアおよび
データの追加を行うことによって、外観検査も同時に行
えるようにしたものであり、図７に示す外周壁が曲面形
状を有する円筒状の試料の真直度も検査出来るように信
号処理においてかかる正常な曲面形状を有する円筒状の
試料１の図８（Ａ）に示す正常波形を予め求めて記憶し
ておく。

【００４０】上記構成より第２実施例の光反射を利用し
た真直度検査装置は、検出した波形と該記憶した正常波
形とを比較することにより、図８（Ｂ）に示すように規
格値Δ以上の凹凸のものは異常と判断して必要な処理を
施すとともに、並行してキズ不良検出のような外観検査
項目の検査も行うものである。

【００４１】上記作用を奏する第２実施例の光反射を利
用した真直度検査装置は、一度の検査で試料１の真直度
検査と外観検査を同時に行うことが出来るとともに、曲
面形状の試料の検査も可能にするので広い範囲に亘る汎
用的検査を可能にするという効果を奏する。

【００４２】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００４３】上述の実施例においては、円筒状の試料に
ついて一例として説明したが、本発明としてはそれらに
限定されるものでは無く、図９に示すような一方向から
連続して供給されるシート状の試料についての真直度の
検査についても同様に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例装置を示すブロック図であ
る。

【図２】本第１実施例装置の光学的検査部分を示す斜視
図である。

【図３】本第１実施例装置の光学的検査部分を示す側面
図である。

【図４】本第１実施例装置によって検査する円筒状試料
を示す正面図である。

【図５】本第１実施例装置における円筒状試料の検出波
形を示す線図である。

【図６】本発明の第２実施例装置を示すブロック図であ
る。

【図７】本第２実施例装置によって検査する曲面形状の
円筒状試料を示す正面図である。

【図８】本第２実施例装置における曲面形状の円筒状試
料の検出波形を示す線図である。

【図９】本発明の変形例の光学的検査部分を示す斜視図
である。

【図１０】真直度の定義を説明する説明図である。

【図１１】平面度の定義を説明する説明図である。

【図１２】従来装置を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 円筒状試料 ２ 棒状光源 ３ ＣＣＤカメラ ４ 判定装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料表面を照射する棒状光源と、 該棒状光源によって照射された該試料表面において反射
   された反射光を検出する反射光検出カメラと、 該反射光検出カメラによって検出された反射光の反射強
   度によって前記試料の真直度を判定する判定回路と、か
   ら成ることを特徴とする光反射を利用した真直度検査装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記判定回路が、前記反射光検出カメラによって検出さ
   れた反射光の反射強度の変動幅が許容値以内かどうかを
   比較する比較手段を備えていることを特徴とする光反射
   を利用した真直度検査装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記反射光検出カメラが、前記試料に対向して配設され
   たリニアＣＣＤカメラによって構成されていることを特
   徴とする光反射を利用した真直度検査装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記リニアＣＣＤカメラによって検出された映像信号の
   高周波成分を除去するローパスフィルタを備えているこ
   とを特徴とする光反射を利用した真直度検査装置。